Automaattinen käsienpuhdistuspiiri - täysin kontaktiton

Tässä artikkelissa opimme tekemään edullisen mutta täysin automaattisen käsien desinfiointiaineen annostelupiirin, joka sallii kosketusvapaan tai kontaktittoman puhdistusnesteen annostelun käyttäjän käsissä.

Tämä kontaktiton käsienpuhdistuspiiri helpottaa käyttäjää pääsemään käsissä olevaan desinfiointinesteeseen automaattisesti ilman, että tarvitsee käyttää tai koskettaa desinfiointipullon pumppua manuaalisesti. Ominaisuus varmistaa, että viruksilla ei ole mahdollisuutta leviää kosketuksella desinfiointipulloon ja sen käyttöosiin.

Automaattinen järjestelmä edellyttää kuitenkin jonkinlaista anturia ihmisen tai ihmisen käden havaitsemiseksi jakelulaitteen alla.

Tätä varten käytämme perustavinta ihmisen anturiyksikköä, joka on PIR tai passiivinen infrapunalaite .

Perustiedot työstä

PIR on suunniteltu havaitsemaan ihmiskehon infrapunalämpö ja tuottamaan vastaava sähköinen pulssi ulostulotapissaan.

Tätä pulssia käytetään yhden kuvan ajastimen aktivointiin rele kuljettajan vaihe joka aktivoi releen hetkellisesti ja käyttää jousikuormitettua solenoidia.

Solenoidi työntää desinfiointipullon pumpun akselia annostelemaan nestettä käyttäjän käsissä. Konsepti voidaan visualisoida seuraavassa kuvassa.

Yllä olevan kuvan solenoidi on kytketty monostabiilin piirin lähtöön.

Monostabiili piiri on kokoonpano, joka aiheuttaa hetkellisen korkean lähdön vastauksena hetkelliseen tuloliipaisimeen. Lähtö pysyy korkeana ennalta määrätyn kiinteän ajanjakson riippumatta tuloliipaisun kestosta.

Tässä automaattisessa desinfiointilaitteen annostelupiirissä PIR laukaisee monostabiilin heti, kun PIR havaitsee lähestyvän ihmisen käden.

Monostabiili vuorostaan ​​aktivoi solenoidin jonkin aikaa sen RC-ajastuskomponenttien määrittämänä.

Solenoidin aktivoituminen saa sen keskikaran työntymään ja vetämään nopeasti pystysuunnassa painamalla sanitizer-pullon pumpun kahvaa kerran.

Tämä aiheuttaa lopulta pullon annostelemaan puhdistavan nesteen käyttäjän käteen.

Kun käyttäjä vetää kätensä järjestelmästä, PIR sammuu ja monostabiili deaktivoi myös koko järjestelmän, kunnes toinen käyttäjä tuo kätensä PIR: n alueelle toistamaan toimenpiteen.

Ehdotetun automaattisen käsinpuhdistusaineen annosteluyksikön monostabiili laukaisupiiri voidaan suunnitella käyttämällä transistoroitua monostabiilia tai suositun IC 555 -pohjainen monostabiili piiri .

Keskustelemme molemmista vaihtoehdoista seuraavissa keskusteluissa:

Transistorisoitu käsienpuhdistimen annostelupiiri

Piirin transistoroitu versio näyttää hyvin suoraviivaiselta. Kun PIR-laite havaitsee ihmisen toiminnan, se johtaa ja lähettää pulssin T1: n pohjaan C1: n kautta.

C1: n kautta kulkeva virta aktivoi välittömästi T1: n, mikä puolestaan ​​aktivoi T2: n ja myös solenoidipumpun.

Sillä välin C1 lataa nopeasti ja estää ylimääräisen virran pääsyn T1-pohjaan, estäen siten toistuvat DC-pulssit PIR-lähdöstä. Tämä varmistaa, että järjestelmä toimii vain hetkellisesti jokaisessa havaitsemisessa, ja sammuu sitten, kunnes käsi poistetaan ja uusi sykli aloitetaan.

Tämä T1 / T2: n yhden laukauksen aktivointi varmistaa, että kytketty solenoidikuormitus aktivoituu ja tuottaa yhden työntövoiman magneettikaralle.

Karassa käytetään desinfiointipumpun kahvaa annostelemaan yksi annos desinfiointiainetta käyttäjän kädelle.

Voit huomata, että solenoidi on kytketty transistorin emitteripuolelle tavallisen kollektoripuolen sijaan. Emitteriliitäntä varmistaa, että solenoidi aktivoituu kevyellä pehmeällä käynnistyspainalluksella vastauksena 10uF-kondensaattorin C2 latautumiseen.

Jos se kytketään keräimen puolelle, solenoidi työnnettäisiin äkillisellä työntövoimalla, mikä ei ehkä näytä kovin vaikuttavalta.

Yllä olevan suunnittelun yksinkertaistaminen

Ylläolevaa transistoroitua, kosketuksettomia käsienpuhdistimia voitaisiin edelleen yksinkertaistaa käyttämällä releä seuraavan rakenteen mukaisesti:

IC 555: n käyttö

Yllä olevassa kuvassa on esitetty vakio IC 555 -monostabiili piiri. Tällöin, kun nasta 2 on maadoitettu, lähtönasta 3 nousee korkealle ajanjaksolle, jonka päättävät R1-, C1-arvot tai niiden tulo.

Tässä automaattisessa desinfiointilaitteen annostelulaitteessa R1, C1 lasketaan tuottavan noin 1 sekunnin ulostulo korkeaksi vasteena piikkiin 2 olevaan matalaan signaaliin.

Kun PIR havaitsee ihmisen käden, se johtaa ja kytkee päälle BC547-transistorin, joka puolestaan ​​laukaisee IC: n pin2: n.

Tämä aiheuttaa pin3: n nousun heti ja aktivoi TIP142-transistorin ja siihen kytketyn solenoidin, jolloin syntyy 1 sekunnin pitkä painallus ja sitten sammutusveto magneettiakselille. .

Tässäkin versiossa myös solenoidi voidaan nähdä kytkettynä transistorin emitteripuolelle pehmeän työntövoiman mahdollistamiseksi solenoidiakselille C3: n latausvasteesta riippuen.

Animoitu näkymä koko järjestelmästä voidaan visualisoida seuraavassa GIF-kuvassa.

Infrapuna heijastava anturi TCRT5000

Koska PIR on suhteellisen kallis anturi, edullisempi vaihtoehto automaattisen käsinpuhdistusaineen valmistamiseksi voisi olla IR-heijastavan anturin TCRT5000 käyttö.

Anturi on yksinkertainen yhdistelmä IR-valodiodilähetintä ja IR-valokuvavastaanotinta, jotka on pakattu vierekkäin yhden paketin sisälle alla esitetyllä tavalla:

Tämän läheisen IR-anturimoduulin ominaisuudet voidaan ymmärtää seuraavista tiedoista:

Anturin sisäisestä kaaviosta voimme selvästi nähdä, että moduuli koostuu fotodiodista, joka lähettää infrapunasignaalin kohteeseen, ja viereisestä fototransistorivastaanottimesta, joka on sijoitettu vastaanottamaan heijastunut IR-signaali kohteesta.

Anturin sovittamiseksi automaattiseen käsienpuhdistuslaitteeseen voimme jälleen toteuttaa työhevosemme IC 555 -pohjaisen monostabiilin, joka näkyy alla:

Piiri on melko itsestään selvä, mutta jos sinulla on vaikeuksia ymmärtää yksityiskohtia, voit aina käyttää vapaasti alla olevaa kommenttikenttää aloittaaksesi keskustelun.

Käyttämällä HC-SR04 ja IC555

Edellä esitettyä piiriä voidaan käyttää automaattisen desinfiointiaine-annostelijan toteuttamiseen ultraäänisen läheisyysilmaisimen, HC-SR04, ja muutaman IC 555 -piirin kautta.

Vasemmanpuoleinen IC 555 on konfiguroitu pysyväksi multivibraattoriksi, kun taas oikeanpuoleinen IC 555 -piiri on kytketty monostabiiliksi monivibraattoriksi.

Astabiilien RA-, RB-, C-komponenttien arvot on laskettava, jotta tämän IC: n nastasta 3 voidaan ottaa 10us ON ja 60us OFF PWM.

Monostabiilin RA- ja C-ajastuskomponentit on säädettävä tuottamaan 1 sekunnin korkea yhden laukaisun ulostulo tämän vaiheen pin3: sta.

Tätä lähtöä voidaan käyttää annostelupumpun, moottorin, solenoidin jne. Virtalähteeseen suunnittelun vaatimusten mukaisesti.